研究背景
金属氧化物因其活性好、储量丰富被认为是有前景的（光）电催化剂。其重要的应用场景如光催化水分解等多发生在水溶液环境中，因此对于氧化物-溶液界面结构的认识是至关重要的。
然而，由于氧化物导电性差、样品原子级平整处理困难、成像电位条件难以确定等问题，氧化物-水界面的原位高分辨成像具有很大的挑战性。
文章简介
Figure 结合扫描隧道显微技术和机器学习分子动力学模拟实现氧化物固液界面结构研究
本工作通过电化学调控间隙态进行共振隧穿的方法，利用电化学扫描隧道显微技术 (Electrochemical Scanning Tunneling Microscope, EC-STM) 对金红石 TiO2(110) 界面实现原位高分辨观测。通过电化学调控巧妙运用半导体特有的间隙态，基于该特殊能级进行样品和针尖成像条件的选择，完成界面结构原子级分辨观测并发现台阶表面出现新的界面结构。
同时，结合机器学习加速的分子动力学 (machine learning molecular dynamics, MLMD) 实现台阶缺陷 TiO2(110)-水界面的纳秒级别模拟，发现了金红石 TiO2(110)-水界面新型结构是由于台阶缺陷诱导产生。
这一特殊界面结构的发现对于理解氧化物在真实条件下的界面催化过程具有重要意义。相关研究成果以“Step-induced double-row pattern of interfacial water on rutile TiO2(110) at electrochemical conditions”(《电化学条件下金红石 TiO2(110)-水界面台阶缺陷诱导的双条纹界面水结构》)为题发表在发表在英国皇家化学会期刊 Chemical Science 上。
论文信息
Step-induced double-row pattern of interfacial water on rutile TiO2(110) under electrochemical conditions Yan Sun, Cheng-Rong Wu, Feng Wang, Rui-Hao Bi, Yong-Bin Zhuang, Shuai Liu, Ming-Shu Chen, Kelvin H.-L. Zhang*, Jia-Wei Yan*, Bing-Wei Mao, Zhong-Qun Tian and Jun Cheng*（张洪良、颜佳伟、程俊，厦门大学） Chem. Sci., 2024
https://doi.org/10.1039/D4SC01952K
作者简介
本文第一作者，2019 年进入厦门大学攻读物理化学博士学位，在导师程俊、颜佳伟和张洪良教授的指导下，于 2023 年 6 月获得理学博士学位。毕业后继续从事博士后研究工作。主要研究方向是界面电化学，通过扫描隧道显微技术研究氧化物固液界面结构。已在 Chem. Sci. 等期刊以第一作者发表 SCI 论文 2 篇。
本文通讯作者，嘉庚创新实验室人工智能应用电化学实验室执行副主任，厦门大学化学化工学院闽江特聘教授，2022 年基金委化学部国家杰出青年基金获得者。发表 SCI 论文 130 多篇，被引 11500 多次，H-index 为 60。2021 年作为首位华人荣获国际电化学会重要奖项 Alexander Kuznetsov Prize for Theoretical Electrochemistry。担任 J. Chem. Phys. 副主编、ACS Catal. 青年编委等。受邀做国际学术报告约 40 次，如 NanoGe Spring Meeting 2021（主题报告）、Car-Parrinello MD 大会（邀请报告 3 次）等。
期刊介绍
rsc.li/chemical-science
Chem. Sci.
| 2-年影响因子* | 7.6分 |
| 5-年影响因子* | 8.0分 |
| JCR 分区* | Q1 化学-综合 |
| CiteScore 分† | 14.4分 |
| 中位一审周期‡ | 33 天 |
Chemical Science 是涵盖化学科学各领域的跨学科综合性期刊，也是英国皇家化学会的旗舰期刊。所发表的论文不仅要在相应的领域内具有重大意义，而且还应能引起化学科学其它领域的读者的广泛兴趣。所发表的论文应包含重大进展、概念上的创新与进步或者是对领域发展的真知灼见。发文范围包括但不限于有机化学、无机化学、物理化学、材料科学、纳米科学、催化、化学生物学、分析化学、超分子化学、理论化学、计算化学、绿色化学、能源与环境化学等。作为一本钻石开放获取的期刊，读者可以免费获取所发表论文的全文，同时从该刊的论文版面费由英国皇家化学会承担，论文作者无需付费。
Andrew Cooper
🇬🇧 利物浦大学
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